DE19526885A1

DE19526885A1 - Ventilgesteuerte Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19526885A1
Application number: DE1995126885
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl Ing Hutmacher
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: HUTMACHER, ROLF, DIPL.-ING., 73630 REMSHALDEN, DE
Priority date: 1995-07-22
Filing date: 1995-07-22
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2015-07-23
Also published as: DE19526885C2

Description

Die Erfindung betrifft eine ventilgesteuerte Einspritzvorrich tung für eine Brennkraftmaschine, mit einer den Kraftstoff zu einer Düse fördernden Hochdruckpumpe, nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Zur Einhaltung zukünftiger Grenzwerte von Partikelemissionen sind hohe Einspritzdrücke erforderlich, die in konventionellen Reiheneinspritzpumpen nicht zulässig sind. Für hohe Einspritz drücke sind Steckpumpen mit kurzer Einspritzleitung zur Düse oder Pumpe-Düsen geeignet. Derartige Systeme weisen einen Nockenantrieb sowie eine elektronische Magnetventilsteuerung für den Spritzbeginn und die Spritzdauer auf.

Durch den hohen Stellenwert in der Vollast für mittlere und hohe Drehzahlen der Brennkraftmaschine werden bekanntlich die Nocken geschwindigkeiten bzw. die Kolbengeschwindigkeiten so gewählt, daß sie aus Partikelgründen sehr hoch sind.

Durch den zunehmenden Spritzverzug zwischen mittlerer und hoher Drehzahl und durch die längere Spritzdauer bei hoher Drehzahl ergeben sich Kolbengeschwindigkeiten, die über einen weiten Be reich um ZOT beginnend konstant hoch oder leicht ansteigend sind.

In der Vollast und besonders bei niederen Lasten und Drehzahlen der Brennkraftmaschinen, insbesondere im Leerlauf, treten jedoch unangenehm hohe Verbrennungsgeräusche auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen vorzusehen, die in allen Lastbereichen, insbesondere bei niederen Lasten, eine Absenkung der Verbrennungsgeräusche ermöglichen.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patentan spruchs 1 angegebenen Merkmale.

In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Dadurch, daß die gesamte Einspritzung nicht nur in einem Bereich mit hoher Kolbengeschwindigkeit erfolgt, also in einem Bereich mit zumindest annähernd konstantem Geschwindigkeitsverlauf, son dern ein Teil der Einspritzung je nach Lastzustand auf einen niederen Niveau der Kolbengeschwindigkeit erfolgt, nämlich in einem Bereich mit steil ansteigendem Geschwindigkeitsverlauf, werden die Verbrennungsgeräusche reduziert. Ein deutliche Absenkung der Verbrennungsgeräusche ergibt sich in der Teillast durch vorverlegen eines großen Teils der Einspritzung in den steil ansteigenden Verlauf der Kolbengeschwindigkeit.

Für den Leerlauf und bei niedrigen Lasten ist somit die Ein spritzung in einen Bereich mit niederer Kolbengeschwindigkeit verlegt. Der Zündbeginn ist früher und kann je nach Betriebszu stand, z. B. beim Kaltstart, weiter nach früh gezogen werden, da die Kolbengeschwindigkeit mit früherem Spritz- und Zündbeginn auf einem niederen Niveau liegt. Ein weiterer Vorteil als Folge der Teillastfrühverstellung ist die Stickoxidreduzierung.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in grafischer Darstellung den Verlauf der Kolbengeschwin digkeit über Grad Nockenwinkel sowie den Spritzbeginn E_B und die Einspritzdauer E_D im Bereich des ZOT bei warmem Betrieb der Brennkraftmaschine,

Fig. 2 den Spritzbeginn E_B′ und die Einspritzdauer E_D′ bei warmem Betrieb der Brennkraftmaschine (Stand der Technik),

Fig. 3 eine Einspritzvorrichtung mit nockenbetätigter Hochdruck pumpe in schematischer Darstellung.

Eine magnetventilgesteuerte Einspritzvorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einer den Kraftstoff zu einer Düse 2 fördernden nockenbetätigten Hochdruckpumpe 3 sowie einem in einer Versor gungsleitung 4 angeordneten elektromagnetischen Steuerventil 5 zur Bestimmung des Förderbeginns und der Förderdauer (Fig. 3).

Der Kolben 6 der Hochdruckpumpe 3 ist über einen Rollenstößel 7 von einem Nocken 8 einer Nockenwelle 9 angetrieben, dessen auf laufende Nockenflanke 8a einen steilen Kurvenverlauf der Kolben geschwindigkeit K_VI ergibt, der dann im Bereich von ZOT in einen zumindest annähernd konstanten Geschwindigkeitsverlauf K_VII übergeht, wie aus den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist.

Zunächst ist auf den Kurvenverlauf der Kolbengeschwindigkeit über Grad Nockenwelle bezogen auf ZOT einzugehen. Dieser Kurven verlauf ist in Fig. 2 dargestellt und entspricht dem Stand der Technik.

Bei dem zumindest annähernd konstanten Verlauf der Kolbenge schwindigkeit K_VII befindet sich ZOT etwa 5° Nockenwinkel nach dem durch K_VI und K_VII gebildeten Übergang K_VÜ, wobei der Spritzbeginn E_B′ kurz vor ZOT liegt, insbesondere 2-3° Nocken winkel vor ZOT, während die Einspritzdauer E_D′ etwa bei 15° Nockenwinkel nach ZOT endet. Dieses Beispiel bezieht sich auf eine Drehzahl der Brennkraftmaschine von etwa n = 1800 l/min, auf Vollastbetrieb und betriebswarmer Brennkraftmaschine.

Bei niederen Lasten (Teillast) befindet sich die Einspritzdauer trotz Vorverlegen auf dem hohen Niveau der Kolbengeschwindigkeit mit zumindest annähernd konstantem Kurvenverlauf K_VII.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung gemäß Fig. 1 erfolgt der Spritzbeginn E_B bei Vollast und im betriebswarmen Motorzustand bereits auf niederem Niveau der Kolbengeschwindigkeit, etwa bei 5° Nockenwinkel vor ZOT. Das Spritzende E_E liegt bei etwa 12° nach ZOT. Bei niederen Lasten (Teillast) erfolgt die Einsprit zung weitgehend im Geschwindigkeitsverlauf K_VI, also auf noch niederem Niveau der Kolbengeschwindigkeit, wobei der Einspritz beginn E_B bei etwa 7° Nockenwinkel vor ZOT einsetzt. Bei kalter Brennkraftmaschine ist die Einspritzung im Bereich K_VI. Es er folgt also eine Rücknahme der Kolbengeschwindigkeit durch frühe ren Förderbeginn.

In Fig. 3 ist ein Rollenstößel 7′ mit unterbrochenen Linien an der auflaufenden Nockenflanke 8a gezeigt, der dem Stand der Technik entspricht.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung ist die Zuordnung der Nockenwelle 9 zur Kurbelwelle (nicht dargestellt) so getroffen, daß die Nockenwelle 9 zur Kurbelwelle gegenüber üblichen Ausführun gen nach spät verlegt ist.

Claims

1. Ventilgesteuerte Einspritzvorrichtung für eine Brennkraft maschine, mit einer den Kraftstoff zu einer Düse fördernden Hochdruckpumpe, deren Kolben von dem Nocken einer Nockenwelle derart angetrieben wird, daß dessen Kolbengeschwindigkeit zu nächst einen steil ansteigenden und dann im Bereich von ZOT einen zumindest annähernd konstanten Geschwindigkeitsverlauf aufweist, wobei in letzterem Geschwindigkeitsverlauf bei Vollast und mittleren und hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine die Einspritzung unter hohem Druck erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vollast ein kleiner Teil der Einspritzung in einem Be reich mit steil ansteigender Kolbengeschwindigkeit liegt und bei niederer Last ein großer Teil der Einspritzung in den Bereich mit steil ansteigender Kolbengeschwindigkeit vorverlegt wird.

2. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ZOT im Übergang (K_VÜ) zwischen dem steil ansteigenden Verlauf (K_VI) der Kolbengeschwindigkeit und dem zumindest annähernd kon stanten Verlauf (K_VII) der Kolbengeschwindigkeit liegt.

3. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei betriebswarmer Brennkraftmaschine und bei abnehmender Last das Einspritzende (E_E) aus dem Geschwindigkeitsverlauf (K_VII) der Kolbengeschwindigkeit in den Geschwindigkeitsverlauf (K_VI) übergeht.

4. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Kaltstart der Brennkraftmaschine der Einspritzbeginn (E_B) gegenüber dem Einspritzbeginn (E_B) bei niederer Last noch weiter zurückgenommen wird.